elahe safaei
-
جاذبهای جامد متخلخل به منظور جذب گاز دی اکسیدکربن به عنوان گازآلاینده و اثرگذار بر تغییرات جوی محیط زیست مورد توجه محققان قرارگرفته اند. درتحقیق حاضر، از گرافن ایروژل به منظور جذب گاز دی- اکسیدکربن استفاده شد. اثر پودر گرافیت اولیه بر فرایند اکسیداسیون گرافن اکساید و گروه های اکسیژنی روی سطح آن بررسی شد. سپس تاثیرمیزان اکسیداسیون برخودتجمعی نانوصفحات حین فرایند هیدروترمال و ساختارحفرات سلسله مراتبی گرافن ایروژل حاصل مورد بررسی قرارگرفت. دراین پژوهش از روش هامرز اصلاح شده برای سنتز گرافن اکسایدها و روش هیدروترمال و خشککردن انجمادی برای سنتز گرافن ایروژلها استفاده شد. به منظور مشخصه یابی گرافن اکسایدها از آزمونهای طیفسنجی مادون قرمز (FTIR) و پراش پرتوایکس (XRD) استفاده شد. گرافن ایروژل ها با استفاده از آزمون های مختلف شامل جذب و واجذب نیتروژن، میکروسکوپ الکترونی روبشی) (SEMمورد بررسی قرارگرفتند. درآزمون XRD اختلاف فاصله لایه ها بین گرافیت و گرافن اکساید نشان دهنده اکسیدشدن موفقیت آمیزصفحات گرافیت است. اختلاف شدت پیکهای اکسیژنی در آزمون FTIRناشی از اختلاف اندازه ذرات گرافیتها است. بطوری که شدت گروه های اکسیژنی بیشتر درگرافیت با اندازه ذرات کوچکتر مشاهده شد. بررسی ریخت شناسی گرافن ایروژلها اهمیت گروهای اکسیژنی در تشکیل ساختارسه بعدی سلسله مراتبی را نشان داد. افزایش گروه های اکسیژنی در نمونه با اندازه ذرات کوچکتر، ساختاری با دیواره های نازکتر و تجمع کمترصفحات ایجاد کرده است. نتایج حاصل نشان دادند که گرافیت با اندازه ذارت کوچک منجر به بهبود ساختار حفرات سلسله مراتبی ایروژل و افزایش میزان جذب گاز تا 1/04 mmol شد. ایروژل حاصل از ذرات گرافیت بزرگتر دارای جذب گازmmol 0/72است. استفاده از گرافیت با اندازه ذرات کوچکتر منجربه کنترل بهتر فرایند اکسیداسیون گرافن اکساید و فرایند خودتجمعی گرافن ایروژل و سطح مخصوص مزو و میکرو بالا(112m2/gو 115به ترتیب) شد.
کلید واژگان: گرافیت, گرافن اکساید, گرافن ایروژل, جذب گازCO2, ساختار حفراتResearch subject:
Global warming is the most important worldwide problem. CO2 is one of the greenhouse gasses and its emission to the atmosphere causes global warming to increase. Porous adsorbents are great candidates for CO2 adsorption and graphene aerogels are porous nanostructures with very low density and hierarchical porosity which is suitable for CO2 adsorption. The source of pristine graphite for graphene oxide synthesis as a precursor plays a vital role in graphene aerogel nanostructure.
Research approach:
In the current study, graphene oxide by modified Hummers method was synthesized with three different graphite sources. Graphene aerogels were prepared with synthesized graphene oxides via hydrothermal and freeze-drying methods to investigate their effect on graphene aerogel nanostructure. Finally, the CO2 adsorption of graphene aerogels was evaluated. The samples were characterized by FTIR, XRD, SEM, and BET analysis.
Main resultsThe results indicated that the source of graphite has a significant role in the process of oxidation of graphene oxide by the modified Hummers method. XRD results of graphene oxides showed successful oxidation of graphite. The normalizing FTIR peaks of graphene oxides showed different intensities of oxygenated functional group peaks. FE-SEM results of graphene aerogels showed that less oxidation of graphite powder caused agglomeration of graphite plates and thick walls were formed. The macropore size in the structure of obtained aerogels (GAB and GAE) was 2.28 and 3.84 µm respectively which affected the CO2 adsorption. Larger pores led to easier mass transfer of CO2 molecules and higher CO2 adsorption was achieved. Moreover, the high meso and micro surface area (111 and 115 m2/g respectively) in GAE increased CO2 adsorption up to 1.04 mmol/g compared to GAB (0.724 mmol/g).
Keywords: Graphite, Graphene Oxide, Graphene Aerogel, Porous Structure, CO2 Adsorption
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.